JP2007015003A - 容器の封鎖構造部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 注出口部とキャップが一体となった容器の密封構造において、密封材がネジ成形や嵌合係合部の形成によって緩むことなく、天壁内面外周部と折り返し部との間に確実に圧着することができる容器の封鎖構造部材を得る。
【解決手段】 内壁、中間壁及び外壁からなる三重壁を連続して形成し、前記外壁に易破断部を形成してキャップ部と注出口部とした容器の封鎖構造部材の製造方法において、前記三重壁へのネジ又は嵌合係合部の形成中又は形成後に、天壁内面外周部と、内壁４と中間壁５の折り返し部９との間に配置された密封材１０を圧縮する押圧力を加えることによって、密封材を折り返し部９に密着させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャップと注出口部が一体に形成され、開封後はキャップが注出口部にリシール可能な容器の封鎖構造部材の製造方法に関する。

従来、飲料缶等の缶容器として胴部にプルタブ付きの缶蓋を巻締したものや注出口部がボトル状に絞り成形されてキャップが螺着可能なボトル缶等が知られている。前者は缶蓋パネル部分にスコアを介して引裂き部を設け、スコアを破断することによってはじめて注出口が開口して形成されるため、開封前の注出口の密封性に優れているが、開封後はリシールができない欠点がある。一方、後者は注出口部材とキャップが別体に形成されて螺着されているため、開封前の密封性は前者に比べて劣るが、開封後はリシールできるという利点がある。そこで、本発明者らは、前記両方の従来技術のもつ利点を有し、且つ欠点を解消した容器として、開封前には注出口部材（注出口）と注出口封鎖構造部材（キャップ）が同一部材で連続して一体に形成され、開封後は従来のボトル缶同様にネジ締め又は係合突起の係合でリシールできる封鎖構造を備えた容器（以下、単にキャップ一体型容器という）を先に提供した（特許文献１及び特許文献２参照）。

該提案した封鎖構造の容器６０は、例えば図８に示すようにキャップ部６１と注出口部６２が連続して一体に形成され、キャップ部６１と注出口部６２が内壁６３の上端部から下方に折り返してなる中間壁６４と、該中間壁の下端部から上方に折り返してなる外壁６５と軸方向に同心状に三重壁を構成し、外壁６５の上端部に天壁６６が位置してなり、外壁６５の下方部寄りにスコア等の易破断部６７が形成され、外壁６５と中間壁６４及び内壁６３の重なり部に一体にネジ山又はアンダーカット状に嵌合係合部が成形され、外壁と天壁とでキャップ部を形成し、径方向に押圧して易破断部６７を破断することによって中間壁６４と分離し、次いでキャップ部６１を開栓方向に回すことによって開栓することができるものである。
国際公開公報 ＷＯ０３／０５７５８３ 特開２００５−３５６７５号公報

上記提案した容器の封鎖構造は、注出口部とキャップが一体に連続構造になっているので、キャップ部内面にライナー等の密封材を設けなくても開封前の密封性が高いこと、開封後はリシールできることを満たすものであるが、開封後のリシール時の密封性をより高めるためには、キャップ部分の天壁６６と注出口頂部（内壁と中間壁の折り返し部７３）との間に密封材を設けるのが望ましい。そのため、図９に示すようにこの部分に密封材６９を設けることも提案されている（特許文献１の図１４参照）。その場合、前記封鎖構造は、筒状部を軸方向に圧縮操作することにより、図９に示すような構造とするので、キャップ部分の天壁６６と内壁と中間壁の折り返し部６８との間に密封材６９を設けるには、上記押し込み成形の前に設けなければならない。従来、このような密封材を設けた場合、押し込み成形直後は、密封材は天壁６６と注出口部頂部６８との間に圧着されているが、その後のネジ成形あるいはアンダーカットによる嵌合係合部の成形加工によって、密封材と折り返し部との圧着が緩む傾向があり、その場合再封時の密封性が不十分になる問題点があった。
そこで、本発明は、注出口部とキャップが一体となった容器の密封構造において、開封後の再封時の密封性が確保できるように、密封材がネジ成形や嵌合係合部の形成によって緩むことなく、天壁内面外周部と折り返し部に確実に圧着することができる容器の封鎖構造部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の本発明の容器の封鎖構造部材の製造方法は、内壁、中間壁及び外壁からなる三重壁を連続して形成し、前記外壁に易破断部を形成してキャップ部と注出口部とした容器の封鎖構造部材の製造方法において、前記三重壁へのネジ又は嵌合係合部の形成中又は形成後に、天壁内面外周部と、内壁と中間壁の折り返し部との間に配置された密封材を圧縮する押圧力を加えることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、前記押圧力が、容器の密封構造の天壁外面上方及び又は内壁内面下方から相対的に加えられる軸荷重であることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、前記請求項１又は請求項２の発明において、前記内壁と中間壁の上方折り返し部を内方に突出させた突出折り返し部としたことを特徴とするものである。
請求項４の発明は、前記請求項１〜３の何れかの発明において、前記密封材が液状密封材をライニング後非流動化されたものであることを特徴とするものである。ここで非流動化の方法としては、焼き付け、乾燥、反応による固化などが考えられる。また、その際密封材内部を発泡させることにより、柔軟で密封性能に優れた密封材とすることもできる。
請求項５の発明は、前記請求項１〜３の何れかの発明において、前記密封材がモールド密封材であることを特徴とするものである。

本発明によれば、キャップと注出口が一体の容器封鎖構造部材において、三重壁へのネジ又は嵌合係合部の形成中又は形成後に、天壁内面外周部と、内壁と中間壁の上方折り返し部との間に配置された密封材を圧縮する押圧力を加えることにより、ネジ成形又は嵌合係合部の形成後も密封材の圧着が緩むことなく、圧着された状態を維持し、再封時の密封性が向上する。請求項２の発明によれば、上記効果に加えて、前記押圧力を軸荷重として容易に且つ確実に加えることができる。さらに、請求項３の構成によれば、内壁と中間壁の上方折り返し部との密封材の圧着面積を増やすことができ、再封時の密封性をより高めることができる。封鎖構造部材の製造方法は、前記密封材が液状密封材又はモールド密封材である場合がより効果的である。

図１は、本発明の封鎖構造部材の製造方法で製造された容器の封鎖構造部材の実施形態を示し、本実施形態では、容器の封鎖構造部材を胴部が円筒形の缶又は角形や楕円形などの非円筒缶の端部に巻締して容器を密封する端部材として構成した場合であり、図は該端部材を容器本体の開口部に巻締めた状態を示している。しかしながら、本発明の封鎖構造部材は、端部材に限らず、容器の胴部と一体となった封鎖構造部材として形成することも可能であり、この実施形態に限るものではない。また、本発明の封鎖構造部材は、金属素材、内面または外面に樹脂層等が被覆されたアルミ合金やスチール等の金属素材、プラスチック素材が好ましく適用できる。

図１において、１は容器本体の開口端部に巻締めて容器を封鎖した状態の端部材としての封鎖構造部材であり、下方端部に容器本体の開口端部に巻締めるカール部２が形成され、容器本体１１の開口端部のフランジと巻締められている。カール部２からチャックウォールラジアス１４を介して内方に円錐状に立ち上がってドーム壁３を形成し、その中央突出部が注出口を形成する内壁４、該内壁４の頂部から折り返して中間壁５、さらにその下端から折り返して外壁６の三重壁を構成し、その頂部がキャップ部の天壁７となっている。内壁４と中間壁５とで注出口部１５を形成し、外壁６と天壁７とでキャップ部１６を形成している。そして、外壁６の下方近傍には、周方向に径方向の押圧により容易に破断することができるスコア等の易破断部８が形成され、注出口部１５とキャップ部１６が連続して一体に形成されている。

本実施形態では、内壁４と中間壁５の折り返し部が内方に突出して突出折り返し部９となっており、且つ該突出折り返し部と対向するキャップ部の天壁外周面が段差部１０となっており、該段差部１０と突出折り返し部９との間に、密封材１２が圧着されている。該密封材１２は、本実施形態では液状密封材を塗布後、発泡処理して形成されたものであり、後述するようにネジ形成後も注出口部頂部である前記突出折り返し部９と圧着状態を維持し、再封時の密封性を維持できるように構成されている。そして、三重壁の上部寄りの位置にネジ係合部１３が形成され、外壁６と天壁７とで構成されるキャップ部１６を、易破断部８を破断した後、内壁４と中間壁５とで構成される注出口部１５に対して回転することによって、キャップ部を取外して開封することができ、また開封後にキャップ部をネジ締めすることによって容易に再封することができるようになっている。

図２は本発明に係る容器の上記封鎖構造部材の製造方法の一実施形態を示し、本実施形態では、液状密封材をライニング後発泡させた密封材を適用した封鎖構造部材の場合であり、ネジ成形中に軸荷重を負荷して段差部１０を含む天壁内面外周部と、内壁と中間壁の折り返し部９との間に配置された密封材１２を圧縮する押圧力を加える場合の中間工程を示している。

中間工程の封鎖構造部材１’にネジを形成するネジ形成工程は、外周面にネジ形成用螺旋刃２１が形成された内側ネジ形成ジグ２０と、同じく外周面にネジ形成用螺旋刃２３が前記ネジ形成用螺旋刃２１に噛み合うように形成された外側ネジ形成ジグ２２との共同作用により三重壁にネジが形成されるが、本実施形態では、内側ネジ形成ジグ２０の頂端部を延長してジグ端部２４が封鎖構造部材の天壁７の内面に接合するように形成されている。一方、天壁７の外面には回転可能に形成された押圧ロッド２５が接離可能に配置され、該押圧ロッド２５によって天壁７を挟持し、その状態で押圧ロッド２５と内側ネジ形成ジグ２０が一体に回転することによって、それに挟持された封鎖構造部材も一体に回転し、その外側に設けられた外側ネジ形成ジグ２２が三重壁を所定の圧力で押し込んで回転することによって三重壁にネジが形成される。その際、前記ドーム壁３を内側から軸方向に押圧するように頂端部がドーム壁内面との係合面となっている中空円筒状の下方軸荷重負荷ロッド２６が、ドーム壁内面を所定の圧力で押し上げることにより、所定の軸荷重を負荷しながら回転してネジが形成される。軸荷重の負荷は、下方軸荷重負荷ロッド２６を固定して、図において封鎖構造部材を挟持している押圧ロッド２５と内側ネジ形成ジグを一体に下方に所定の圧力で負荷するか、押圧ロッド２５と内側ネジ形成ジグを一体に固定して、下方軸荷重負荷ロッド２６を上方に所定の圧力で封鎖構造部材１’を押圧するようにするか、あるいは押圧ロッド２５と下方軸荷重負荷ロッド２６を共に互いに対向方向に所定の圧力を負荷するようにするなど、何れの方法であってもよい。そのように、ネジ形成時に封鎖構造部材を所定の軸荷重を負荷しながらネジを形成することによって、段差部１０に配置された密封材１２が突出折り返し部９との間の圧着が緩むことを防止し、圧着された状態を維持でき、再封時の密封性を高めることができる。ネジ形成中又はネジ成形後に負荷する軸荷重は、軸荷重が少ないと密着効果が低く、過度の軸荷重負荷は注出口部の倒れ変形を招くおそれがあるので、適正な荷重を負荷する必要がある。適正荷重は封鎖構造部材の材質および肉厚によって相違するが、例えば、材質がアルミニウム合金で、注出口部の突出折り返し部の内径が３５ｍｍ、肉厚が０．１５ｍｍである封鎖構造部材の場合、負荷する軸力は５０〜６００Ｎの範囲が望ましく、それにより注出口部の倒れ変形もなく再封時の漏洩圧０．７ＭＰａ以上の密封度を得ることが出来た。

図３は、上記三重壁へのネジ形成工程に至るまでの前工程（ａ）〜（ｄ）を模式的に示す工程図である。
工程（ａ）：例えば前記特許文献１に記載の方法で、アルミ合金板等の金属板を深絞りして円筒状シェル（筒状部）３０に成形し、且つ中央部３１を薄肉化すると共に上部をバルジ加工などで拡径部３２を形成し、該拡径部の易破断予定部にスコア等の易破断部が形成され、且つ下方開口端部にカール部２を形成した円筒状シェル３０を反転してその上部を回転ホルダー３３に支持して、天壁と外壁のコーナー部に液状密封材を塗布（ライニング）する。液状密封材は、円筒状シェル３０内に密封材ライニングノズル３４をコーナー部に向けて挿入し、回転ホルダー３３を回転することによって、液状の密封材１２をコーナー部にリング状に塗布することができる。
工程（ｂ）：工程ｂは、液状密封材の焼付・発泡工程であり、液状密封材１２が塗布された円筒状シェル３０を加熱することによって密封材１２を焼付して発泡させ、天壁内面外周部にリング状に密封材１２を配置する。
工程（ｃ）：工程ｃは押し込み成形工程であり、円筒状シェル（筒状部）３０の天壁内面を支持し上下に摺動する可動センターコア３５とドーム壁内面を支持する環状固定コア３６とで円筒状シェル３０を支持し、円筒状シェルの拡径部３２が嵌合する押し型３８により頭部を加圧して押し込むことにより、内壁４、中間壁５、外壁６の円筒状の三重壁からなる突出部が形成される。それにより、内壁４と中間壁５で注出口部１５を形成し、外壁６と天壁７でキャップ部１６を形成して、注出口部とキャップ部が連続して一体となっている封止部材１の基本形態１’が形成される。
工程（ｄ）：工程ｄは注出口成形工程であり、工程ｃで形成された基本形体の封鎖構造部材１’を、その内壁４に嵌合する径大円筒部４０とその上方に位置して該径大円筒部より所定量だけ縮径した径小円筒部４１からなるカール成形コア型４２と押圧ヘッド４３とで挟持して回転させながら、外壁の頂部を注出口成形ロール４４で半径方向に押し込むことによって、図示のように、内壁と中間壁の折り返し部が内方に突出して突出折り返し部９を形成し、該突出折り返し部９に対向して天壁の外周部に段差部１０が形成される。
以上の工程（ａ）〜（ｄ）を経てから、図１に示すネジ成形工程が行われ、図１に示すような端部材としての封鎖構造部材１が形成される。なお、上記実施形態ではカ−ル部２及びドーム壁３は円筒状シェルに予め形成されているが、ネジ成形工程の後でこれらを形成するようにしてもよい。

図４は、本発明の封鎖構造部材の製造方法の他の実施形態を示し、この実施形態では、前記実施形態のネジ成形中の軸荷重負荷に代えて、ネジ成形後に軸荷重を負荷する密封材密着工程を設けてある。即ち、図４（ａ）において、ネジ部が形成された封鎖構造部材１の突出折り返し部９を内方より嵌合支持するコア型４６により支持し、段差部１０を円筒状のダイス４７により、押圧することによって密封材１２をキャップ部の段差部１０と注出口部の突出折り返し部９との間に密着させる。このようにすることによって、ネジ成形時に密封材１２と注出口部の突出折り返し部９との間が弛んでも、後加工により軸荷重を負荷する工程を付加することにより、密封材が突出折り返し部９に密着状態に回復し、再封時にも密着状態を復元でき密封性を高めることができる。なお、この密封材密着工程を設ける場合は、ネジ成形工程において密封材を密着させるための軸荷重負荷を省くことができるが、前記実施形態のように軸荷重負荷の状態でネジ形成を行なうようにしても良い。また、その他の方法として、図４（ｂ）において、成形コア型７１と押圧ヘッド７２とで挟持して回転させながら、外壁の頂部を成形ロール７３で半径方向に押し込むことによって、図示のように、密封材に押圧力が負荷され、密封材１２をキャップ部の段差部１０と注出口部の突出折り返し部９との間に密着させることができる。

図５は本発明の他の実施形態であり、本実施形態では、密封材を溶融状態の密封材を成形により頂壁内周面に配置するモールド密封材を採用した場合の実施形態であり、円筒状シェルの天壁内周面に密封材を成形により形成する工程を示すモールド工程模式図である。図では、密封材を成形配置するモールド工程を、カップ形状にリドロー成形後の円筒状シェルに配置する場合を示しているが、図３に示すように、バルジ成形後に行なってもよく、その場合、カップ周壁はバルジ成形により薄肉部や拡経部等が形成されている。密封材を成形するモールドダイ５１は、頂部が最終形態の封鎖構造部材の天壁の内径よりも成形する密封材の厚さｔの２倍だけ頂部外径が小さく、且つ頂部から注出口成形後の段差部下端までに相当する深さｈの成形型面５２が形成されている。

円筒状シェルへの密封材のモールド工程は、図５に示すように、モールドダイ５１の成形型面５２上にシール材となる溶融樹脂塊４９を供給し（同図（ａ））、その状態で円筒状シェル３０を嵌合して（同図（ｂ））、カップ天壁外面を図示しないラムによって矢印５３方向から所定の圧力で押圧すること（同図（ｃ））によって、溶融樹脂塊が圧縮成形されてカップ天壁内面全体及び側壁上部に沿って所定長さに垂下した円筒部を有した形状の密封材５０に成形されて貼着される（同図（ｄ）参照）。このように、モールド成形により貼着した密封材５０は、確実にキャップ部の天壁内面から側壁内周面に沿って垂下部を形成することができ、密封材を後述するように注出口成形工程で形成されるキャップ段差部に正確に位置させることができる利点がある。

以上のように天壁内面及びその外周から垂下した環状壁状に成形された密封材５０が貼付された円筒状シェル３０は、前記実施形態と同様に図３に示すような押し込み成形、注出口形成工程を経て、図６に示すようにネジ形成工程を経て製造される。ネジ形成工程では、ネジ形成時に密封材と注出口部の突出折り返し部９の間に密着が弛まないように、軸荷重を負荷しながら注出口成形が行なわれるが、前記実施形態の場合と同様であるので、図６に前記実施形態と同様な部材には同一符号を付し詳細な説明は省略する。また、密封材５０と注出口部の突出折り返し部９の間に密着が弛まないようにする他の方法として、図７に示すように、ネジ成形後にキャップ部天壁外面と注出口部の突出折り返し部９下面との間に軸荷重を負荷する方法が採用できるが、該方法も密封材がキャップ部の天壁内面全体に設けられている点を除けば図４に示すものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上のように、本発明によれば、密封材の配置が困難であるキャップ一体型容器において、確実にシール材を注出口頂部と該注出口と対向するキャップ部天壁内面外周部との間に位置させることができ、且つネジ形成中又はネジ形成後に注出口頂部と該注出口と対向するキャップ部天壁内面外周部とを上下より軸荷重を負荷するため、ネジ形成後も密着が弛むことなく、その状態を維持し、開封後の再封時に確実に密封材が容器を封止することができる。そして、本発明の密封構造は、開封まではキャップ部と注出口部が連続した一体構造で完全な密封構造であり、密封は密封材に依存しないので、例えば落下等でキャップ天面が変形しても漏洩が生じることがなく、落下耐性に優れている。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態で三重壁部にネジを形成して開封後はキャップと注出口部が螺着して再封可能にしたが、ネジを設ける代わりに三重壁部にアンダーカットによる嵌合係合部を形成することによっても、再封可能である。又、本発明の密封構造部材は、本実施形態の場合のように、缶胴に巻締固定する端部材として構成したので、多様な缶胴に適用できる。また、缶胴の巻締める端部材としてばかりでなく、缶胴部の閉鎖端部を直接絞り加工、或は絞りしごき加工してドーム形状に形成してその端部を前記構造に形成することも可能である。

本発明の製造方法によって製造された封鎖構造部材法は、断面円形の容器ばかりでなく、非円形断面の容器にも適用でき、又缶胴の材質も金属材料ばかりでなく、合成樹脂材あるいは紙容器等にも適用可能である。また、未開封状態での密封性が高くしかも開封後の再封時の密封性も高いので、特に高い密封性が要求される内容物充填用の容器に好適に適用できる。

本発明の実施形態に係る製造方法で製造された密封部材の断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法における軸荷重を負荷しながらネジを形成している状態を示す断面図である。 円筒状シェルにおける密封材ライニング工程から注出口成形工程までの各工程を示す断面図である。 （ａ）は本発明の他の実施形態における軸荷重負荷工程を示す断面図であり、（ｂ）はさらに他の実施形態における軸荷重負荷工程を示す断面図である。 本発明の他の実施形態における円筒状シェルに密封材をモールドにより形成する工程を示す断面図である。 モールドによって密封材が形成された封鎖構造部材の図２相当図である。 モールドによって密封材が形成された封鎖構造部材における図４相当図である。 注出口部とキャップが一体となった従来の容器の密封構造を示す断面図である。 注出口部とキャップが一体となった従来の容器の他の密封構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 封鎖構造部材 １’中間形態の封鎖構造部材
２ カール部 ３ ドーム壁
４ 内壁 ５ 中間壁
６ 外壁 ７ 天壁
８ 易破断部 ９ 突出折返部
１０ 段差部 １１ 容器本体
１２、６０ 密封材 １３ ネジ係合部
１５ 注出口部 １６ キャップ部
２０ 内側ネジ形成ジグ ２１ 外側ネジ形成ジグ
２５ 押圧ロッド ２６ 下方軸荷重負荷ロッド
３０ 円筒状シェル ３１ 中央部
３２ 拡経部 ３４ 密封材ライニングノズル
３５ 可動センターコア ３６ 環状固定コア
３８ 押し型 ４０ 径大円筒部
４１ 径小円筒部

Claims (5)

1. 内壁、中間壁及び外壁が連続してなる三重壁を形成し、前記外壁に易破断部を形成してキャップ部と注出口部とした容器の封鎖構造部材の製造方法において、前記三重壁へのネジ又は嵌合係合部の形成中又は形成後に、天壁内面外周部と、前記内壁と前記中間壁の折り返し部との間に配置された密封材を圧縮する押圧力を加えることを特徴とする容器の封鎖構造部材の製造方法。
2. 前記押圧力が、容器の密封構造の天壁外面上方及び又は内壁内面下方から相対的に加えられる軸荷重であることを特徴とする請求項１に記載の容器の封鎖構造部材の製造方法。
3. 前記内壁と中間壁の上方折り返し部を内方に突出させた突出折り返し部としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の封鎖構造部材の製造方法。
4. 前記密封材が液状密封材をライニング後非流動化されたものである請求項１〜３いずれかに記載の容器の封鎖構造部材の製造方法。
5. 前記密封材がモールド密封材である請求項１〜３いずれかに記載の容器の封鎖構造部材の製造方法。

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